摘要：本文討論3G蜂窩Femto基站的開發和部署，特別是在密集市區連接住宅的最后一公里部署、系統擴容中所面臨的技術難題。文章介紹了Maxim的3GPP TS25.104兼容收發器方案和完備的射頻參考設計。

　　為什么使用Femto基站?

　　基于3GPP的第三代蜂窩系統設計用于支持全移動多媒體體驗，很多情況下，該系統的普及受限于其接收效果，尤其是住宅和偏遠地區。在住宅密集的市區，尤其是高層建筑物中，急待解決系統擴容、改善服務質量(QoS)等問題。

　　面對這樣的要求，“Femto”蜂窩基站應該是合乎邏輯的選擇，基站一般分為以下幾類：

　　+45dBm：宏蜂窩基站，覆蓋室外大約5km的區域

　　+30dBm：微蜂窩基站，覆蓋大約0.5km的區域

　　+15dBm：Femto基站，覆蓋大約50m的室內住宅或建筑區域

　　對于住宅內部署，Femto基站可通過公共交換電話網接入網絡，通常可以采用住宅的DSL線路。手機僅與家里的Femto基站通信，從而使用戶擺脫對宏蜂窩基站的依賴。在高層建筑中，Femto基站可連接到大廈的有線以太網系統，這也減輕了宏蜂窩基站的負荷。下面，我們簡單介紹Femto基站部署的基礎，了解Maxim射頻方案如何為這一技術提供關鍵優勢。

　　提高蜂窩覆蓋

　　蜂窩系統的設計需要在手機電池壽命、手機計算功耗、基站用戶負荷之間達到最佳平衡。此外，隨著蜂窩標準的不斷完善，可以充分發揮先進的移動DSP的性能優勢。蜂窩系統運營商緊跟這一趨勢，努力提供更多、更好的多媒體內容，從而提高收入并吸引更多的新用戶。用戶則享受到了“無處不在”的移動互聯。由于蜂窩手機用戶以每年1億的速率增長，在這一利益的驅使下，形成了一個高效、極具競爭的供應鏈，以保證低價格、高性能。

　　寬帶無線通信與蜂窩RF業務的比較

　　寬帶無線系統的開發和部署與蜂窩系統的開發計劃如影隨形，以滿足市場/用戶的發展需求。最初，所謂的“咖啡廳”Wi-Fi?為用戶提供802.11互聯網接入，當用戶在附近停留或在飯店用餐時可以使用網絡。隨后，有些城市開始著手建設Metro-Wi-Fi接入點，為商業區提供服務。這種模式非常成功，2004年發布了更好的無線接入系統，即802.16 WiMAX? (以及韓國的WiBro?)，目的是提供“城域寬帶無線接入”服務。

　　采用正交頻分復用(OFDM)代替單載波調制，能夠允許這些寬帶無線系統克服城市的多徑效應，但發射功率需要提高4倍。這是因為OFDM 802.16d的峰均比(pk-avg)接近11dB，而WCDMA 3GPP pk-avg為5dB。Intel?已經率先將WiMAX作為超級移動PC (UMPC)的RF連接標準，超級移動PC的大小定義為普通蜂窩電話的大約6倍。因此，UMPC促進了WiMAX服務，但由于WiMAX需要更大容量的電池，所以很難將其集成到超薄/翻蓋手機中。

　　發射塔建設

　　蜂窩和WiMAX部署的一個共同障礙是發射塔建設和道路占用問題。道路占用權的租賃費用以及市政部門對城市規劃的條例，都會大大制約這兩套系統的建設空間和區域。蜂窩運營商早在WiMAX之前大約20年就開始系統的部署與建設，在基站覆蓋和新建系統上具有明顯優勢。

　　有線固定住宅業務

　　有線住宅接入系統是對住宅WiMAX的有力補充。住宅業務一般包括光纖到戶(PON)、電話線DSL和有線電視互聯接入。在發達國家，這些業務得益于網絡終端設備的長期發展。PON是比較新的接入方案，但網絡的本地交換運營商(LEC)已經擁有道路使用權，只需要用新光纖替換老舊的銅纜即可。

　　這些業務為Femto基站部署提供了現成的設計平臺，我們將在下文詳細討論。

　　基本的Femto基站部署

　　圖1所示對傳統的節點B宏峰窩基站連接與Femto基站連接進行了比較。

　　圖1. 傳統的節點B宏蜂窩基站連接與Femto基站連接比較

　　圖1中，左側部分為蜂窩手機與蜂窩發射塔的直接連接方式，圖中房屋為木質結構，穿過墻壁的損耗相對較低，在一定程度上等效于靠近宏蜂窩基站。

　　右側部分則為混凝土高層建筑，室內或公共辦公樓安裝了Femto基站。通過住宅DSL線路或商用有線以太網連接Femto基站。這種情況下，大廈內的信號可以很微弱，Femto基站扮演了一個“個人、專用基站”的角色，不與宏蜂窩基站通信。

　　需要指出的一點是現在許多基帶DSP供應商都可提供成熟方案，使Femto基站能夠克服宏基站和其它Femto基站信號的干擾，這一點對Femto基站來說很重要。